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Relationship between nuclear DNA fragmentation, mitochondrial DNA damage and standard sperm parameters in spermatozoa of infertile patients with leukocytospermia - 22/02/21

Doi : 10.1016/j.jogoh.2021.102101 
Rihab Derbel a, Hanen Sellami b, c, , Rim Sakka a, Ahlem Ben Slima c, Ilyess Mkaddem d, Radhouane Gdoura c, Elreavy Mcelreavey e, Leila Ammar-Keskes a
a Laboratory of Human Molecular Genetics, Faculty of Medicine, Avenue Majida Boulila, 3029, Sfax, Tunisia 
b Laboratory of Treatment and Valorization of Water Rejects (LTVRH), Water Researches and Technologies Center (CERTE), University of Carthage, Tourist route Soliman, BP, 273-8020, Tunisia 
c Toxicology, Environmental Microbiology and Health Research Laboratory (LR17ES06), Department of Life Sciences. Faculty of Sciences of Sfax, University of Sfax, Sfax, Tunisia 
d Medically assisted procreation center of el Alia clinic, Sfax, Tunisia 
e Laboratory of human developmental genetics, Institute Pasteur, 25 road Doctor Roux, 75724, Paris Cedex 15, France 

Corresponding author at: Laboratory of Treatment and Valorization of Water Rejects (LTVRH), Water Researches and Technologies Center (CERTE), University of Carthage, Tourist route Soliman, BP, 273-8020, Tunisia.Laboratory of Treatment and Valorization of Water Rejects (LTVRH)Water Researches and Technologies Center (CERTE)University of CarthageTourist route SolimanBP273-8020Tunisia
Sous presse. Manuscrit accepté. Disponible en ligne depuis le Monday 22 February 2021

Abstract

The association of leukocytospermia with male fertility is still under debate. Our objective is to evaluate the impact of leukocytospermia on nuclear and mitochondrial DNA (mtDNA), on semen parameters as well as on biomarkers, which include oxidative stress and inflammatory cytokines, in Tunisian infertile men. The studied patients were divided into two groups: patients without leukocytospermia (Group 1) and patients with leukocytospermia (Group 2). DNA fragmentation evolved significantly in group 2 (31.41%) compared to group 1 (14.68%) ; (p < 0.001). A total of 115 nucleotide substitutions in mitochondrial DNA were depicted, among which 113 were previously identified. The number of substitutions was more elevated in group 2. Leukocytospermic group had significantly higher MDA (nmole/ml) levels than patients without leukocytospermia (34 ± 24.43 vs 18.94 ± 15.96 ; p  = 0.001), GSH (µg/ml) levels were also higher compared to the control group (126.53 ± 22.87 vs 79.4 ± 19.38 ; p < 0.001), SOD (U/mg of protein) levels were higher but without reaching the statistical significance (89.74 ± 74.85 vs 67.56 ± 37.11 ; p = 0.25) ; whereas seminal CAT (µmole H2O2/min/mg of protein) levels were lower in this group (10.66 ± 14.32 vs 27.35 ± 25.28 ; p = 0.012). No statistically significant differences between the two groups of patients were found in the levels of cytokines. However, IL-8 level was positively correlated with DNA fragmentation and negatively correlated with vitality. These findings confirm the leading role of leukocytospermia in the perturbation of semen parameters and in sperm DNA damage.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abbreviations : ROS, OS, IL-6, IL-8, mtDNA, COX, ATPase, MDA, SOD, CAT, GSH, WBC, WHO

Keywords : Male infertility, Leukocytospermia, DNA fragmentation, Oxidative stress, Interleukin-6, Interleukin-8, Mitochondrial DNA, Prostate cancer


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